高中数学高考数学 数列复习专题 精品练习题解析含答案.doc
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1、数列【例1】 求出下列各数列的一个通项公式解 (1)所给出数列前5项的分子组成奇数列,其通项公式为2n1,而前5项的分母所组成的数列的通项公式为22n,所以,已知数列的(2)从所给数列的前四项可知,每一项的分子组成偶数列,其通项公式为2n,而分母组成的数列3,15,35,63,可以变形为13,35,57,79,即每一项可以看成序号n的(2n1)与2n1的积,也即(2n1)(2n1),因此,所给数列的通项公式为:(3)从所给数列的前5项可知,每一项的分子都是1,而分母所组成的数列3,8,15,24,35,可变形为13,24,35,46,57,即每一项可以看成序号n与n2的积,也即n(n2)各项的
2、符号,奇数项为负,偶数项为正因此,所给数列的通项公式为:1,4,9,16,25,是序号n的平方即n2,分母均为2因此所【例2】 求出下列各数列的一个通项公式(1)2,0,2,0,2,(3)7,77,777,7777,77777,(4)0.2,0.22,0.222,0.2222,0.22222,解 (1)所给数列可改写为11,11,11,11,可以看作数列1,1,1,1,的各项都加1,因此所给数的通项公式an(1)n+11所给数列亦可看作2,0,2,0周期性变化,因此所给数列的数列n,分子组成的数列为1,0,1,0,1,0,可以看作是2,(4)所给数列0.2,0.22,0.222,0.2222,
3、0.22222,可以改写说明1用归纳法写出数列的一个通项公式,体现了由特殊到一般的思维规律对于项的结构比较复杂的数列,可将其分成几个部分分别考虑,然后将它们按运算规律结合起来2对于常见的一些数列的通项公式(如:自然数列,an=n;自然数的平方数列,ann2;奇数数列,an2n1;偶数数列,an=2n;纳出数列的通项公式3要掌握对数列各项的同加、同减、同乘以某一个不等于零的数的变形方法,将其转化为常见的一些数列几项【例4】 已知下面各数列an的前n项和Sn的公式,求数列的通项公式(1)Sn2n23n(2)Snn21(3)Sn2n3(4)Sn(1)n+1n解 (1)当n=1时,a1=S11;当n2
4、时,anSnSn-1=(2n23n)2(n1)23(n1)4n5,由于a1也适合此等式,因此an=4n5(2)当n1时,a1S1=112;当n2时,anSnSn-1=n21(n1)212n1,由于a1不适合于此等式,(3)当n1时,a1=S123=5;当n2时,an=SnSn-12n3(2n-13)2n-1,由于a1不适合于此等式,(4)当n1时,a1S1=(1)21=1;当n2时,anSnSn-1=(1)n+1n(1)n(n1)=(1)n+1(2n1),由于a1也适可于此等式,因此an(1)n+1(2n1),nN*说明 已知Sn求an时,要先分n1和n2两种情况分别进行计算,然后验证能否统一
5、(1)写出数列的前5项;(2)求an(2)由第(1)小题中前5项不难求出【例6】 数列an中,a11,对所有的n2,都有a1a2a3ann2(1)求a3a5;解 由已知:a1a2a3ann2得说明 (1)“知和求差”、“知积求商”是数列中常用的基本方法(2)运用方程思想求n,若nN*,则n是此数列中的项,反之,则不是此数列中的项【例7】 已知数an=(a21)(n32n)(a=1)是递增数列,试确定a的取值范围解法一 数列an是递增数列,an+1anan+1an(a21)(n1)32(n1)(a21)(n32n)(a21)(n1)32(n1)n32n(a21)(3n23n1)(a21)(3n2
6、3n1)0又nN*,3n23n1=3n(n1)10a210,解得a1或a1解法二 an是递增数列,a1a2即:(a21)(12)(a21)(84)化简得 a210a1或a1说明 本题从函数的观点出发,利用递增数列这一已知条件,将求取值范围的问题转化为解不等式的问题等比数学专题【例1】 已知Sn是数列an的前n项和,Snpn(pR,nN*),那么数列an A是等比数列B当p0时是等比数列C当p0,p1时是等比数列D不是等比数列分析 由Snpn(nN*),有a1=S1p,并且当n2时,an=SnSn-1pnpn-1(p1)pn-1但满足此条件的实数p是不存在的,故本题应选D说明 数列an成等比数列
7、的必要条件是an0(nN*),还要注【例2】 已知等比数列1,x1,x2,x2n,2,求x1x2x3x2n解 1,x1,x2,x2n,2成等比数列,公比q21q2n+1x1x2x3x2nqq2q3q2n=q1+2+3+2n式;(2)已知a3a4a58,求a2a3a4a5a6的值a42【例4】 已知a0,b0且ab,在a,b之间插入n个正数x1,x2,xn,使得a,x1,x2,xn,b成等比数列,求证明 设这n2个数所成数列的公比为q,则b=aqn+1【例5】 设a、b、c、d成等比数列,求证:(bc)2(ca)2(db)2(ad)2证法一 a、b、c、d成等比数列b2ac,c2bd,adbc左
8、边=b22bcc2c22aca2d22bdb2=2(b2ac)2(c2bd)(a22bcd2)a22add2(ad)2右边证毕证法二 a、b、c、d成等比数列,设其公比为q,则:baq,caq2,d=aq3左边(aqaq2)2(aq2a)2(aq3aq)2a22a2q3a2q6=(aaq3)2(ad)2=右边证毕说明 这是一个等比数列与代数式的恒等变形相综合的题目证法一是抓住了求证式中右边没有b、c的特点,走的是利用等比的条件消去左边式中的b、c的路子证法二则是把a、b、c、d统一化成等比数列的基本元素a、q去解决的证法二稍微麻烦些,但它所用的统一成基本元素的方法,却较证法一的方法具有普遍性【
9、例6】 求数列的通项公式:(1)an中,a12,an+13an2(2)an中,a1=2,a25,且an+23an+12an0思路:转化为等比数列an1是等比数列an1=33n-1 an=3n1an+1an是等比数列,即an+1an=(a2a1)2n-1=32n-1再注意到a2a1=3,a3a2=321,a4a3=322,anan-1=32n-2,这些等式相加,即可以得到说明 解题的关键是发现一个等比数列,即化生疏为已知(1)中发现an1是等比数列,(2)中发现an+1an是等比数列,这也是通常说的化归思想的一种体现证 a1、a2、a3、a4均为不为零的实数上述方程的判别式0,即又a1、a2、a
10、3为实数因而a1、a2、a3成等比数列a4即为等比数列a1、a2、a3的公比【例8】 若a、b、c成等差数列,且a1、b、c与a、b、c2都成等比数列,求b的值解 设a、b、c分别为bd、b、bd,由已知bd1、b、bd与bd、b、bd2都成等比数列,有整理,得bd=2b2d 即b=3d代入,得9d2=(3dd1)(3dd)9d2=(2d1)4d解之,得d=4或d=0(舍)b=12【例9】 已知等差数列an的公差和等比数列bn的公比都是d,又知d1,且a4=b4,a10=b10:(1)求a1与d的值;(2)b16是不是an中的项?思路:运用通项公式列方程(2)b16=b1d15=32b1b16
11、=32b1=32a1,如果b16是an中的第k项,则32a1=a1(k1)d(k1)d=33a1=33dk=34即b16是an中的第34项解 设等差数列an的公差为d,则an=a1(n1)d解这个方程组,得a1=1,d=2或a1=3,d=2当a1=1,d=2时,an=a1(n1)d=2n3当a1=3,d=2时,an=a1(n1)d=52n【例11】 三个数成等比数列,若第二个数加4就成等差数列,再把这个等差数列的第3项加32又成等比数列,求这三个数解法一 按等比数列设三个数,设原数列为a,aq,aq2由已知:a,aq4,aq2成等差数列即:2(aq4)=aaq2a,aq4,aq232成等比数列
12、即:(aq4)2=a(aq232)解法二 按等差数列设三个数,设原数列为bd,b4,bd由已知:三个数成等比数列即:(b4)2=(bd)(bd)bd,b,bd32成等比数列即b2=(bd)(bd32)解法三 任意设三个未知数,设原数列为a1,a2,a3由已知:a1,a2,a3成等比数列a1,a24,a3成等差数列得:2(a24)=a1a3a1,a24,a332成等比数列得:(a24)2=a1(a332)说明 将三个成等差数列的数设为ad,a,ad;将三个成简化计算过程的作用【例12】 有四个数,其中前三个数成等差数列,后三个数成等比数列,并且第一个数与第四个数的和是16,第二个数与第三个数的和
13、是12,求这四个数分析 本题有三种设未知数的方法方法一 设前三个数为ad,a,ad,则第四个数由已知条方法二 设后三个数为b,bq,bq2,则第一个数由已知条件推得为2bbq方法三 设第一个数与第二个数分别为x,y,则第三、第四个数依次为12y,16x由这三种设法可利用余下的条件列方程组解出相关的未知数,从而解出所求的四个数,所求四个数为:0,4,8,16或15,9,3,1解法二 设后三个数为:b,bq,bq2,则第一个数为:2bbq所求四个数为:0,4,8,16或15,9,3,1解法三 设四个数依次为x,y,12y,16x这四个数为0,4,8,16或15,9,3,1【例13】 已知三个数成等
14、差数列,其和为126;另外三个数成等比数列,把两个数列的对应项依次相加,分别得到85,76,84求这两个数列解 设成等差数列的三个数为bd,b,bd,由已知,bdbbd=126b=42这三个数可写成42d,42,42d再设另三个数为a,aq,aq2由题设,得解这个方程组,得a1=17或a2=68当a=17时,q=2,d=26从而得到:成等比数列的三个数为17,34,68,此时成等差的三个数为68,42,16;或者成等比的三个数为68,34,17,此时成等差的三个数为17,42,67【例14】 已知在数列an中,a1、a2、a3成等差数列,a2、a3、a4成等比数列,a3、a4、a5的倒数成等差
15、数列,证明:a1、a3、a5成等比数列证明 由已知,有2a2=a1a3即 a3(a3a5)=a5(a1a3)所以a1、a3、a5成等比数列【例15】 已知(bc)logmx(ca)logmy(ab)logmz=0(1)设a,b,c依次成等差数列,且公差不为零,求证:x,y,z成等比数列(2)设正数x,y,z依次成等比数列,且公比不为1,求证:a,b,c成等差数列证明 (1)a,b,c成等差数列,且公差d0bc=ab=d,ca=2d代入已知条件,得:d(logmx2logmylogmz)=0logmxlogmz=2logmyy2=xzx,y,z均为正数x,y,z成等比数列(2)x,y,z成等比数
16、列且公比q1y=xq,z=xq2代入已知条件得:(bc)logmx(ca)logmxq(ab)logmxq2=0变形、整理得:(ca2b)logmq=0q1 logmq0ca2b=0 即2b=ac即a,b,c成等差数列等比数列的前n项和【例1】 设等比数列的首项为a(a0),公比为q(q0),前n项和为80,其中最大的一项为54,又它的前2n项和为6560,求a和q解 由Sn=80,S2n=6560,故q1a0,q1,等比数列为递增数列,故前n项中最大项为anan=aqn-1=54将代入化简得a=q1由,联立方程组解得a=2,q=3证 Sn=a1a1qa1q2a1qn-1S2n=Sn(a1qn
17、a1qn+1a1q2n-1)=Snqn(a1a1qa1qn-1)=SnqnSn=Sn(1qn)类似地,可得S3n=Sn(1qnq2n)说明 本题直接运用前n项和公式去解,也很容易上边的解法,灵活地处理了S2n、S3n与Sn的关系介绍它的用意在于让读者体会利用结合律、提取公因式等方法将某些解析式变形经常是解决数学问题的关键,并且变得好,则解法巧【例3】 一个有穷的等比数列的首项为1,项数为偶数,其奇数项的和为85,偶数项的和为170,求这个数列的公比和项数分析 设等比数列为an,公比为q,取其奇数项或偶数项所成的数列仍然是等比数列,公比为q2,首项分别为a1,a1q解 设项数为2n(nN*),因
18、为a1=1,由已知可得q1即公比为2,项数为8说明 运用等比数列前n项和公式进行运算、推理时,对公比q要分情况讨论有关等比数列的问题所列出的方程(组)往往有高次与指数方程,可采用两式相除的方法达到降次的目的【例4】 选择题:在等比数列an中,已知对任意正整数n,有Sn=2n 解 Da1=S1=1,an=SnSn-1=2n-1an=2n-1bn=(an)2=(2n-1)2=22n-2=4n-1【例5】 设0V1,m为正整数,求证:(2m1)Vm(1V)1V2m+1分析 直接作,不好下手变形:右边分式的外形,使我们联想到等比数列求和公式,于是有:(2m1)Vm1VV2V2m发现左边有(2m1)个V
19、m,右边有(2m1)项,变形:VmVmVm1VV2V2m显然不能左右各取一项比较其大小,试用“二对二”法,即左边选两项与右边的两项相比较鉴于左、右两边都具有“距首末等远的任意两项指数之和均相等”的特点,想到以如下方式比较:VmVm1V2m,VmVmVV2m-1,VmVmVm-1Vm+1,Vm=Vm即2Vm1V2m,2VmVV2m-1,根据“两个正数的算术平均值大于等于其几何平均值”,这些式子显然成立(具体证法从略)说明 本题最大的特点是解题过程中需要多次用到“逆向思考”:C,BD,等等善于进行逆向思考,是对知识熟练掌握的一种表现,同时也是一种重要的思维能力,平时应注意训练【例6】 数列an是等
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